(57)【要約】【課題】  負荷を高周波信号により制御する場合であっても、高性能なマイコンを使用することなく異常検出を可能とする負荷駆動回路を提供する。【解決手段】  電源に接続される負荷と、前記負荷に流れる電流をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、前記負荷の駆動制御を行う負荷駆動手段と、前記負荷および回路内の異常を検出する異常検出手段とを備える負荷駆動回路において、前記負荷に流れる電流がＯＮの際にＨＩ信号を出力し、ＯＦＦの際にＬＯ信号を出力する第１監視手段と、前記前記負荷に流れる電流がＯＮの際にＬＯ信号を出力し、ＯＦＦの際にＨＩ信号を出力する第２監視手段とを有し、前記異常検出手段は、前記第１監視手段から出力されるＨＩ／ＬＯ信号と、前記第２監視手段から出力されるＬＯ／ＨＩ信号の組み合わせにより前記負荷および回路内の異常を検出することとした。【選択図】      図４
2007135251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続される負荷と、
前記負荷に流れる電流をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、前記負荷の駆動制御を行う負荷駆動手段と、
前記負荷および回路内の異常を検出する異常検出手段と
を備える負荷駆動回路において、
前記負荷に流れる電流がＯＮの際にＨＩ信号を出力し、ＯＦＦの際にＬＯ信号を出力する第１監視手段と、
前記前記負荷に流れる電流がＯＮの際にＬＯ信号を出力し、ＯＦＦの際にＨＩ信号を出力する第２監視手段と
を有し、
前記異常検出手段は、前記第１監視手段から出力されるＨＩ／ＬＯ信号と、前記第２監視手段から出力されるＬＯ／ＨＩ信号の組み合わせにより前記負荷および回路内の異常を検出すること
を特徴とする負荷駆動回路。
【請求項２】
前記負荷に流れる電流をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、前記負荷の駆動制御を行う負荷駆動回路の異常検出方法であって、
前記負荷に流れる電流がＯＮの際にＨＩ信号を出力するとともに、ＯＦＦの際にＬＯ信号を出力する第１検出行程と、
前記前記負荷に流れる電流がＯＮの際にＬＯ信号を出力するとともに、ＯＦＦの際にＨＩ信号を出力する第２検出行程と
を有し、
前記第１検出行程において出力されるＨＩ／ＬＯ信号と、前記第２検出行程において出力されるＬＯ／ＨＩ信号の組み合わせにより前記負荷および回路内の異常を検出すること
を特徴とする負荷駆動回路の異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイド駆動回路の異常検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載される負荷駆動回路にあっては、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返す信号にしたがってソレノイド等の負荷に電流を流し、この信号を制御することで負荷の駆動状態を制御している。その際負荷の出力端子電圧を監視し、出力端子電圧が信号のＯＮ／ＯＦＦに応じた値となっていれば正常と判断し、ＯＮ／ＯＦＦに応じた値とならず、一定値に張り付いた場合は異常と判断する。
【特許文献１】特開平１０−１０８３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来技術にあっては、負荷駆動信号がＯＮ／ＯＦＦされてから出力端子電圧の値が監視されるまでのタイムラグにより異常判断が遅れてしまう。そのため異常判断を行うマイコンの性能を向上させる必要があるが、ＰＷＭ制御のように高周波のＯＮ／ＯＦＦ信号を用いる場合、異常判断の遅れが顕著となるため特に高性能のマイコンが必要となり、コストアップの要因となっていた。
【０００４】
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、負荷を高周波信号により制御する場合であっても、高性能なマイコンを使用することなく異常検出を可能とする負荷駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、電源に接続される負荷と、前記負荷に流れる電流をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、前記負荷の駆動制御を行う負荷駆動手段と、前記負荷および回路内の異常を検出する異常検出手段とを備える負荷駆動回路において、前記負荷に流れる電流がＯＮの際にＨＩ信号を出力し、ＯＦＦの際にＬＯ信号を出力する第１監視手段と、前記前記負荷に流れる電流がＯＮの際にＬＯ信号を出力し、ＯＦＦの際にＨＩ信号を出力する第２監視手段とを有し、前記異常検出手段は、前記第１監視手段から出力されるＨＩ／ＬＯ信号と、前記第２監視手段から出力されるＬＯ／ＨＩ信号の組み合わせにより前記負荷および回路内の異常を検出することとした。
【０００６】
よって、負荷を高周波信号により制御する場合であっても、高性能なマイコンを使用することなく負荷の異常検出を可能とする負荷駆動回路を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の負荷駆動回路を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
［負荷駆動回路の回路構成］
実施例１につき図１ないし図４に基づき説明する。図１は本願負荷駆動回路の回路図である。負荷駆動回路は、ソレノイド１（負荷）、リレー２（負荷駆動手段）、第１、第２分圧回路３，４、コンパレータ５、マイコン６（異常検出手段）、および診断装置１００（第１、第２監視手段）を有する。本願ソレノイド１は車両の液圧ブレーキ制御装置内における電磁弁を駆動するソレノイドとするが、負荷であればよく特に限定しない。
【０００９】
ソレノイド１は一方においてバッテリＢに接続し、他方においてリレー２を介してグランドＧＮＤに接続する。リレー２はソレノイド１のＰＷＭ駆動を行い、駆動信号をマイコン６へ出力する。第１、第２分圧回路３，４はそれぞれバッテリ電圧、ソレノイド下流電圧を分圧してコンパレータ５へ出力する。また、コンパレータ５はソレノイド下流電圧とバッテリ電圧の比較信号（ＰＷＭ駆動のＯＮ／ＯＦＦ信号）を診断装置１００へ出力する。
【００１０】
診断装置１００は、入力された比較信号に基づきＨＩ、ＬＯの独立した信号をマイコン６へ出力する。ＰＷＭ駆動がＯＮされると直ちにＨＩ信号が出力され、ＰＷＭ駆動が一定時間ＯＦＦされるまでＨＩ出力が継続される。同様に、ＰＷＭ駆動がＯＦＦされると直ちにＬＯ信号が出力され、一定時間ＯＮされるまでＬＯ信号が継続して出力される。また、比較信号自体もマイコン６へ出力される。
【００１１】
マイコン６は、診断装置１００からのＨＩ／ＬＯ信号および比較信号、さらにリレー２からの駆動信号に基づき回路異常を判断する。ＰＷＭ駆動状態に対するＨＩ／ＬＯ信号の組み合わせによって、ソレノイド１の短絡／断線、または回路そのものの異常を判定する。
【００１２】
［診断装置の回路構成］
図２は診断装置１００の回路図である。診断装置１００はＨＩ信号系１１０（第１監視手段）およびＬＯ信号系１２０（第２監視手段）を有し、各信号系１１０，１２０はそれぞれ第１、第２ＮＯＴゲート１１１，１２１、タイマ１１２，１２２、フリップフロップ回路１１３，１２３を有する。これに加え、ＬＯ信号系は第３ＮＯＴゲート１２４を有する。
【００１３】
コンパレータ５からの比較信号はモニタ回路１０１を介して直接マイコン６へ出力されるとともに、各信号系１１０，１２０へ入力される。この比較信号はそれぞれの信号系１１０，１２０において２系統に分岐し、一方は直接フリップフロップ回路１１３，１２３に入力され、他方はＮＯＴゲート１１１，１２１およびタイマ１１２，１２２を介してフロップフロップ回路１１３，１２３へ入力される。
【００１４】
入力に基づき各フリップフロップ回路１１３，１２３は信号を出力する。ＨＩ系統フリッププロップ回路１１３の出力はそのままＨＩ保持信号となり、ＬＯ系統フリップフロップ回路１２３の出力は第３ＮＯＴゲート１２４を介して反転され、ＬＯ保持信号となる。
【００１５】
［回路異常判断］
信号のＯＮ／ＯＦＦによって駆動される負荷回路の異常検出においては、信号ＯＮ／ＯＦＦされてから負荷の端子電圧が検出されるまでにタイムラグが発生するため、異常が発生してから検出されるまでに遅れを生じる。ここで、ＯＮ／ＯＦＦの周期が長ければ異常検出遅れの影響は小さいが、ＰＷＭ制御のようにＯＮ／ＯＦＦ周期が極めて短い制御を行う場合は応答遅れの影響が顕著となる。
【００１６】
この応答遅れに対処するためには異常検出を行うマイコンを高性能化する必要があるが、コストアップの要因となる。一方、ブレーキ制御装置のように高い信頼性が求められる装置にあっては、異常検出の応答遅れは極力回避する必要がある。
【００１７】
したがって本願実施例では、コンパレータ５からの比較信号（ＰＷＭ駆動のＯＮ／ＯＦＦ信号）がＯＮの場合、診断装置１００に設けられたＨＩ信号系１１０は直ちにＨＩ保持信号を１（ＨＩ出力）とする。また、比較信号がＯＮからＯＦＦに変わってからの時間はＨＩ信号系タイマ１１２により計測され、変わってから一定時間ＯＮが継続した場合にはＨＩ信号系１１０はＨＩ保持信号を０（ＬＯ出力）とする。
【００１８】
同様に比較信号がＯＦＦの場合、ＬＯ信号系１２０は直ちにＬＯ保持信号を０（ＬＯ出力）とする。また、比較信号がＯＦＦからＯＮに変わった後一定時間ＯＮが継続した場合には、ＬＯ出力を１（ＨＩ出力）とする。
【００１９】
［異常診断表］
図３は、ＰＷＭ駆動状態とＨＩ，ＬＯ保持信号の値に対する異常診断表である。ＰＷＭ駆動状態と各保持信号の値によって、異常パターンを特定可能である。一定時間は回路に合わせて適宜変更する。
【００２０】
（ＰＷＭ駆動中：周期が短い場合）
ＰＷＭデューティが高く周期が一定時間よりも短い場合には、ＯＮ→ＯＦＦまたはＯＦＦ→ＯＮとなってから一定時間が経過する前に次のＰＷＭ周期が開始される。したがって、回路が正常であればＰＷＭ駆動中は常時ＨＩ保持信号が１、ＬＯ保持信号が０となり、それ以外では異常と判断する。
【００２１】
（ＰＷＭ駆動中：周期が長い場合）
ＰＷＭデューティが低く周期が長い場合、ＯＮ→ＯＦＦまたはＯＦＦ→ＯＮとなってから次のＰＷＭ周期が開始されるまでに一定時間が経過し、ＨＩ保持信号が０となる。そのため、回路が正常であれば一定時間経過前はＨＩ，ＬＯ保持信号はそれぞれ１，０であるが、一定時間経過後はＨＩ，ＬＯ保持信号はともに０となる。それ以外であれば異常とする。
【００２２】
（ＰＷＭ非駆動中）
ＰＷＭ非駆動中は電源のＯＮ／ＯＦＦが行われず、コンパレータ５からの比較電流は常時ＯＮとなる。したがって回路が正常であれば一定時間経過前／後ともにＨＩ保持信号は１となり、ＬＯ保持信号は一定時間経過前は０であるが、一定時間経過に伴い１となる。それ以外では異常と判断する。
【００２３】
これにより、一定時間経過とＨＩ／ＬＯ保持信号のパターンを検出することで、ＰＷＭ駆動周期ごとに端子電圧を検出することなく、高精度な異常検出を行うことが可能となる。また、ＯＮ→ＯＦＦまたはＯＦＦ→ＯＮとなってから一定時間は従前のＨＩ／ＬＯ保持信号を継続することにより、故障には至らない一時的な電源電圧の低下が生じた場合、異常と誤検出することを回避する。さらに、短周期のＰＷＭ制御時において異常検出を行うため、ソレノイドコイルの中間故障（間欠的な断線、短絡等）も検出可能である。
【００２４】
［回路異常判断制御の経時変化］
図４は、正常時における回路異常判断制御の経時変化を示すタイムチャートである。
（時刻ｔ１）
時刻ｔ１においてコンパレータ５からの比較信号がＯＮとなり、ＨＩ保持信号が１、ＬＯ保持信号が０となる。
【００２５】
（時刻ｔ２）
時刻ｔ２においてＰＷＭが非駆動となり、コンパレータ５からの比較信号がＯＮとなる。
【００２６】
（時刻ｔ３）
時刻ｔ３において比較信号がＯＦＦ→ＯＮとなってから所定時間ｔが経過し、ＬＯ保持信号が１となる。
【００２７】
（時刻ｔ４）
時刻ｔ４においてＰＷＭ駆動が再開されて比較信号がＯＦＦとなり、ＬＯ保持信号が０となる。
【００２８】
（時刻ｔ５）
時刻ｔ５において比較信号がＯＦＦとなる。
【００２９】
（時刻ｔ６）
時刻ｔ６において比較信号がＯＮ→ＯＦＦとなってから所定時間ｔが経過し、ＨＩ保持信号が０となる。
【００３０】
（時刻ｔ７）
時刻ｔ７において比較信号がＯＮとなり、ＨＩ保持信号が１となる。
【００３１】
［本願実施例の効果］
本願実施例においては、コンパレータ５からの比較信号（ＰＷＭ駆動のＯＮ／ＯＦＦ信号）がＯＮの場合、診断装置１００に設けられたＨＩ信号系１１０は直ちにＨＩ保持信号を１（ＨＩ出力）とする。また、比較信号がＯＮからＯＦＦに変わってから一定時間ＯＮが継続した場合にはＨＩ信号系１１０はＨＩ保持信号を０（ＬＯ出力）とする。同様に比較信号がＯＦＦの場合、ＬＯ信号系１２０は直ちにＬＯ保持信号を０（ＬＯ出力）とする。また、比較信号がＯＦＦからＯＮに変わった後一定時間ＯＮが継続した場合には、ＬＯ出力を１（ＨＩ出力）とする。
【００３２】
これにより、一定時間経過とＨＩ／ＬＯ保持信号のパターンを検出することで、ソレノイド１の駆動周期ごとに端子電圧を検出せずとも異常検出を行うことが可能となる。よって、ＰＷＭ制御のように短周期でＯＮ／ＯＦＦを繰り返す制御であっても、高性能なマイコンを使用することなく高精度な異常検出を行うことができる。
【００３３】
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例１に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００３４】
更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【００３５】
（イ）請求項１に記載の負荷駆動回路において、
前記第１監視手段は、前記負荷に流れる電流が一定時間ＯＦＦされるまでＨＩ信号の出力を継続し、前記第２監視手段は、前記負荷に流れる電流が一定時間ＯＮされるまでＬＯ信号の出力を継続すること
を特徴とする負荷駆動回路。
【００３６】
故障には至らない一時的な電源電圧の低下が生じた場合、異常と誤検出することを回避することができる。
【００３７】
（ロ）請求項１に記載の負荷駆動回路において、
前記電流のＯＮ／ＯＦＦはＰＷＭ制御であること
を特徴とする負荷駆動回路。
【００３８】
電流のＯＮ／ＯＦＦが短周期で行われるＰＷＭ制御にあっても、マイコンを高性能化することなく高精度な異常検出を行うことができる。また、短周期制御時において異常検出を行うため、ソレノイドコイルの中間故障（間欠的な断線、短絡等）も検出することができる。
【００３９】
（ハ）請求項１または上記（イ）、（ロ）のいずれか１項に記載の負荷駆動回路において、
前記電流のＯＮ／ＯＦＦ信号の周期は、前記電流がＯＮ／ＯＦＦされてから前記負荷の端子電圧が検出されるまでの時間よりも短いこと
を特徴とする負荷駆動回路。
【００４０】
短周期でＯＮ／ＯＦＦを繰り返す制御の場合、駆動周期ごとに端子電圧を検出して異常検出を行う方法では電流がＯＮ／ＯＦＦされてから負荷の端子電圧が検出されるまでの応答遅れの影響が顕著となる。本願のように駆動周期ごとに端子電圧を検出せずに異常検出を行うことで、高精度な異常検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本願負荷駆動回路の回路図である。
【図２】診断装置の回路図である。
【図３】ＰＷＭ駆動状態とＨＩ，ＬＯ保持信号の値に対する異常診断表である。
【図４】正常時における回路異常判断制御のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１    ソレノイド
２    リレー
３，４    分圧回路
５    コンパレータ
６    マイコン
１００    診断装置
１０１    モニタ回路
１１０，１２０        ＨＩ，ＬＯ信号系
１１１，１２１        第１、第２ゲート
１１２，１２２        タイマ
１１３，１２３        フリップフロップ回路
１２４            第３ゲート
【図１】
2007135251.tif 000003
【図２】
2007135251.tif 000004
【図３】
2007135251.tif 000005
【図４】
2007135251.tif 000006